对“探究功与速度的关系”实验中2-W图像的理解

2021-03-26 02:20:52董廷灿

物理教师 2021年2期

董廷灿

(安徽省明光中学，安徽滁州 239400)

1 原题再现

如图1所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况.利用该装置可以完成“探究功与速度的关系”的实验.

图1

(1) 打点计时器使用的电源是(选填选项前的字母).

(A) 直流电源； (B) 交流电源.

(2) 实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正确操作方法是________(选填选项前的字母).

(A) 把长木板右端垫高；

(B) 改变小车的质量.

在不挂重物且________(选填选项前的字母)的情况下,轻推一下小车,若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响.

(A) 计时器不打点； (B) 计时器打点.

(3) 接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第1个点标为O.在纸带上依次取A、B、C…若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T.测得A、B、C…各点到O点的距离为x1、x2、x3…,如图2所示.

图2

实验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg.从打O点到打B点的过程中,拉力对小车做的功为W=________,打B点时小车的速度v=________.

(4) 以v2为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据可作出如图3所示v2-W图像.由此图像可得v2随W变化的表达式为________.根据功与能的关系,动能的表达式中可能包含v2这个因子;分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是________.

图3

(5) 假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图4中正确反映v2-W关系的是________.

图4